O polietileno (PE) é amplamente utilizado na industriaillamento e revestimento de cables de alimentación e cables de telecomunicaciónsdebido á súa excelente resistencia mecánica, tenacidade, resistencia á calor, illamento e estabilidade química. Non obstante, debido ás características estruturais do propio PE, a súa resistencia á fisuración por tensión ambiental é relativamente pobre. Este problema vólvese particularmente prominente cando se usa PE como vaina exterior de cables blindados de gran sección.
1. Mecanismo de rachadura da vaíña de PE
A rachadura da vaíña de PE ocorre principalmente en dúas situacións:
a. Rachadura por estrés ambiental: refírese ao fenómeno no que a vaíña sofre rachaduras fráxiles da superficie debido ao estrés combinado ou á exposición aos medios ambientais despois da instalación e funcionamento do cable. É causado principalmente polo estrés interno dentro da vaíña e a exposición prolongada a líquidos polares. Unha ampla investigación sobre a modificación do material resolveu substancialmente este tipo de fisuras.
b. Fisuras por tensión mecánica: prodúcese debido a deficiencias estruturais no cable ou a procesos de extrusión de vainas inadecuados, que provocan unha concentración significativa de tensións e fisuras inducidas pola deformación durante a instalación do cable. Este tipo de fisuras é máis pronunciada nas vaíñas exteriores dos cables blindados de cinta de aceiro de sección grande.
2. Causas da rachadura da vaíña de PE e medidas de mellora
2.1 Influencia do cableCinta de aceiroEstrutura
Nos cables con diámetros exteriores maiores, a capa blindada adoita estar composta por envolturas de cinta de aceiro de dobre capa. Dependendo do diámetro exterior do cable, o grosor da cinta de aceiro varía (0,2 mm, 0,5 mm e 0,8 mm). As cintas de aceiro blindado máis espesas teñen unha maior rixidez e unha plasticidade máis pobre, o que resulta nun maior espazo entre as capas superior e inferior. Durante a extrusión, isto provoca diferenzas significativas no grosor da vaíña entre as capas superior e inferior da superficie da capa blindada. As áreas de vaina máis delgadas nos bordos da cinta de aceiro exterior experimentan a maior concentración de tensión e son as áreas primarias onde se producen fisuras futuras.
Para mitigar o impacto da cinta de aceiro blindado na vaíña exterior, envólvese ou extrúese unha capa de amortiguación de certo grosor entre a cinta de aceiro e a vaíña de PE. Esta capa de amortiguación debe ser uniformemente densa, sen engurras nin protuberancias. A adición dunha capa de amortiguación mellora a suavidade entre as dúas capas de cinta de aceiro, garante un grosor uniforme da vaíña de PE e, combinada coa contracción da vaíña de PE, reduce a tensión interna.
ONEWORLD ofrece aos usuarios diferentes grosores decinta de aceiro galvanizado materiais blindadospara satisfacer necesidades diversas.
2.2 Impacto do proceso de produción de cables
Os principais problemas co proceso de extrusión das fundas de cables blindados de gran diámetro exterior son un arrefriamento inadecuado, unha preparación inadecuada do molde e unha relación de estiramento excesiva, o que provoca unha tensión interna excesiva dentro da vaina. Os cables de gran tamaño, debido ás súas envolventes grosas e anchas, adoitan enfrontarse a limitacións na lonxitude e no volume dos canales de auga nas liñas de produción de extrusión. O arrefriamento desde máis de 200 graos centígrados durante a extrusión ata a temperatura ambiente supón un desafío. Un arrefriamento inadecuado leva a unha vaíña máis branda preto da capa de armadura, o que provoca rabuñaduras na superficie da vaíña cando se enrola o cable, o que finalmente provoca posibles fisuras e roturas durante a colocación do cable debido a forzas externas. Ademais, o arrefriamento insuficiente contribúe a aumentar as forzas internas de contracción despois do enrolamento, aumentando o risco de rachadura da vaíña baixo forzas externas substanciais. Para garantir un arrefriamento suficiente, recoméndase aumentar a lonxitude ou o volume dos depósitos de auga. Reducir a velocidade de extrusión mentres se mantén a plastificación adecuada da vaíña e permitir un tempo suficiente para o arrefriamento durante o enrolado é esencial. Ademais, considerando o polietileno como un polímero cristalino, un método de refrixeración por redución de temperatura segmentada, de 70-75 °C a 50-55 °C, e finalmente a temperatura ambiente, axuda a aliviar as tensións internas durante o proceso de arrefriamento.
2.3 Influencia do radio de bobinado no enrolado do cable
Durante o enrolamento do cable, os fabricantes adhírense aos estándares da industria para seleccionar as bobinas de entrega adecuadas. Non obstante, acomodar longas lonxitudes de entrega para cables de gran diámetro exterior supón un desafío á hora de seleccionar bobinas adecuadas. Para cumprir as lonxitudes de entrega especificadas, algúns fabricantes reducen os diámetros do tambor da bobina, o que resulta en raios de curvatura insuficientes para o cable. A flexión excesiva leva ao desprazamento das capas de armadura, causando forzas de cizallamento importantes na vaíña. En casos graves, as rebabas da tira de aceiro blindado poden perforar a capa de amortiguación, incrustando directamente na vaíña e causando gretas ou fisuras ao longo do bordo da tira de aceiro. Durante a colocación do cable, as forzas de flexión e tracción lateral fan que a vaíña se rache ao longo destas fisuras, especialmente para os cables máis próximos ás capas internas do carrete, o que os fai máis propensos á rotura.
2.4 Impacto do entorno de construción e instalación no lugar
Para estandarizar a construción de cables, aconséllase minimizar a velocidade de tendido do cable, evitando presión lateral excesiva, flexión, forzas de tracción e colisións superficiais, garantindo un ambiente de construción civilizado. Preferiblemente, antes da instalación do cable, deixe que o cable descanse a 50-60 °C para liberar a tensión interna da funda. Evite a exposición prolongada dos cables á luz solar directa, xa que as temperaturas diferenciais en varios lados do cable poden provocar unha concentración de tensión, aumentando o risco de rachadura da vaina durante a colocación do cable.
Hora de publicación: 18-12-2023